化工管道材料的設計與選用

齊彬 崔厚超 高冬妹(杰瑞（天津）石油工程技術有限公司,天津 300040)

化工管道材料的設計與選用

齊彬 崔厚超 高冬妹(杰瑞（天津）石油工程技術有限公司,天津 300040)

在進行化工管道設計的過程中，對管道材料的選用是非常關鍵的，其能夠對化工管道的功能和整個工程的質量造成影響，而且在后期的化工生產過程中，如果管道材料不符合相關要求，就會發生非常嚴重的安全事故。所以，化工管道材料的設計與選用非常重要。在化工廠中，由于產品種類不同，對于化工管道材料的要求也有所不同，在進行化工管道材料設計和選用的過程中，相關人員應該針對不同產品對化工管道材料進行設計和選用，進而保證化工生產的安全性。本篇文章主要針對化工管道材料的設計與選用進行分析和探討，希望對相關設計人員有所幫助。

化工管道；材料；設計；選用.

在進行化工生產的過程中，由于工作環境非常特殊，如果在生產的過程中出現任何問題，都可能會造成非常嚴重的事故，比如腐蝕或者化學試劑泄露等等，這對于化工廠工作人員的生命財產安全具有嚴重威脅，也會造成化工廠的重大經濟損失。所以，想要保證化工生產中的安全，就一定要對化工管道材料進行優化設計和選用。在對管道設計材料進行選用的過程中，應按照化工廠實際生產中的需求和要求進行，并對各種管道材料的特性進行分析，進而使化工管道設計的質量有所提高。

1 化工設計中的管道材料選用的分析

1.1 耐熱管材的選用

這種管道材料就是說管道本身能夠承受很高的溫度和熱沖擊性，另外，其也具有非常好的耐腐蝕性和耐氧化性。高溫鋼管在化工生產的過程中具有非常關鍵的作用，其良好的耐氧化性可以避免在運輸化學物質的時候，出現化學試劑的泄露，進而使化工生產一直處于非常安全的前提下。目前，化工管道通常都會使用碳素鋼管，其表面會逐漸形成氧化膜，進而提高了其自身的耐氧化性能。另外，化工企業也可以將一些金屬元素放入鋼管內部，進而提高碳素鋼管的氧化膜生成時間，進而提高化工管道的耐熱性能。

1.2 低溫管材的選用

在進行化工生產的時候，也會存在低溫生產的時候，在對化工管道材料設計和選用的時候就應該按照實際溫差進行。比如說，如果溫度在零下二十攝氏度至零下四十攝氏度之間時，不能使用碳素鋼管。溫度在零下四十攝氏度至零下七十攝氏度的時候，不能使用低合金鋼管。溫度在零下七十攝氏度一下的時候，不能夠使用合金鋼材料。溫度較低時，鐵素鋼管的脆性非常大，這樣就有可能在低溫運輸化學物質的時候出現問題，導致嚴重的生產事故。

1.3 高溫管材的選用

化工生產中的高溫環境就是至溫度達到三百五十攝氏度，在這個溫度下，管道材料都會出現一定的腐蝕，所以，在針對高溫環境下進行化工生產的管道材料進行設計和選擇的時候，應保證其具有非常強的耐腐蝕性。高溫管道材料也具有臨界點，比如碳素鋼材在四百五十攝氏度的時候，就會出現石墨化，所以，必須在其中加入一定的合金材料，進而避免其出現石墨化，提高碳素鋼材的穩定性。

1.4 特殊介質管材的選用

（1）塑料襯里材料的選用。在進行化工生產的過程中，如果想保證管道內部的溫度低于一百二十攝氏度，就贏針對塑料襯里的材料進行優化選擇，目前基本上都是使用聚四氟或聚丙烯。

（2）苛性鈉堿液管材的選用。針對這種管道材料進行設計和選用的時候，應針對腐蝕物質和產生的應力進行充分考慮，如果管道材料不符合相應要求，那么就會造成管道破裂的危害。所以，應針對氫氧化鈉的濃度和溫度進行調節，進而確保化工生產過程中的工作人員的安全性。

（3）硫酸管材的選用。化工生產中的硫酸類化學產品因具備較強的腐蝕性，必須選擇抗腐蝕性較強的運輸管道。總體而言，當硫酸濃度在百分之九十五至百分之九十八時，應盡可能將管道溫度保持在20°左右、壓力控制在1.6Pa左右。在硫酸物質的輸送過程中，硫酸亞鐵保護膜直接決定了其碳鋼管材抗腐蝕性的強弱。因此，為了確保保護膜的完整、不被破壞，需將其所運輸硫酸的流速掌握在合理范圍內。同時，對于不同溫度條件下的硫酸運輸，所選用的管道材料型號也不同，應根據實際情況而定。

（4）氧氣管材的選用。在氧氣類化學生產中管道材料的選擇上，通常以不銹鋼、碳鋼為首選管材。并且，這類管道的設計，主要考慮因素為兩點，即溫度與壓力。因氧氣屬于助燃氣體，當與其他氣體混合后，一旦在運輸過程中受到外力沖擊，極易引發爆炸事故，所以在對氧氣運輸管道的設計上，大多數為GC2類型。同時，爆炸事故的發生，情況嚴重的可能會造成化工生產的停產。因此，氧氣管材選用必須慎重，既要考慮到氧氣的強壓問題，也要考慮到其流速問題。此外，還需注重對氧氣運輸管道閥門材料的選擇，根據其運輸中的真實壓強狀況及具體因素，將不銹鋼材料作為閥門材料的首選。

（5）鹽酸管材的選用。針對鹽酸管道材料進行設計和選用的時候，相關人員必須要選擇耐腐蝕性非常強的管道材料，在鹽酸濃度在百分之十五至百分之三十之間時，可以選用聚丙烯作為管道材料。聚丙烯與其它材料進行對比的話，其在很多化工生產環境中都具有很好的耐腐蝕性，進而其能夠作為鹽酸管道材料。另外，聚丙烯材料的實際導入率非常低，這也提高了其自身的保溫性能。

[1]盧鴻鶴、李德友.淺談輸鹵管道材料的選用[J].化工設備與防腐蝕，2001，20(04)：111-112.

[2]李玉民.裂解爐超高壓飽和蒸汽過熱段及輸送管道材料選擇與焊接[J].乙烯工業，2005，12(03)：147-148.

[3]王義昌.合成氨廠管道材料設計中如何應用“H標準”[J].化工設備與管道，2002，05(03)：154-155.

[4]王永俊.淺析化工管道安裝中存在的問題及對策[J].化工管理，2015，11（12）：132-133.

[5]韋征.如何正確分析化工管道設計中的管道應力[J].化工管理，2015,02（16）：144-145.